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Berechnung von Volumen

Beispiel:

Berechne das Volumen des zusammengesetzten Körpers.

Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Quader und einer geraden quadratischen Pyramide, die auf dem Quader liegt.

Das Volumen des Quaders lässt sich ja recht einfach mit der Formel V = a⋅b⋅c berechnen:

V₁ = a⋅b⋅c
= 7 cm⋅7 cm⋅5 cm
= 245 cm³

Die draufliegende Pyramide berechnen wir mit der Formel V = $\frac{1}{3}$ G ⋅ h = $\frac{1}{3}$ ⋅ a² ⋅ h

Somit gilt: V₂ = $\frac{1}{3}$ ⋅ 49 cm² ⋅ 3 cm
= 49 cm³

Für das gesuchte Volumen ergibt sich somit:V = V₁ + V₂ ≈ 245 cm³ + 49 cm³ ≈ 294 cm³

Berechnung von Oberflächeninhalt

Beispiel:

Berechne die Oberfläche des zusammengesetzten Körpers.

Lösung einblenden

Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Quader und einer geraden quadratischen Pyramide, die auf dem Quader liegt.

Normalerweise hätte der Quader 6 Flächen: je zwei mit dem Flächeninhalt a⋅b (Boden un Decke), zwei mit a⋅c (vorne, hinten) und zwei mit b⋅c (Seitenwände). Weil ja hier aber die Deckfläche nicht frei ist, sondern von der Pyramide bedeckt ist, gilt hier für die sichtbare Oberfläche des Quaders:

O₁ = a⋅b + 2⋅a⋅c + 2⋅b⋅c
= 6 cm⋅6 cm + 2⋅6 cm⋅5 cm + 2⋅6 cm⋅5 cm
= 36 cm² + 60 cm² + 60 cm²
156 cm²

Bei der draufliegenden Pyramide besteht die sichtbare Oberfläche nur aus den 4 gleichen Seitenflächen. Um deren Flächeninhalt zu berechnen, brauchen wir außer der Grundseitenlänge a = 6 cm auch noch die Höhe eines Seitendreicks. Diese können wir als Hypothenuse in einem rechtwinkligen Dreieck mit den Katheten $\frac{a}{2}$ = 3 cm und h = 5 cm berechnen, da ja der Fuß der Höhe genau in der Mitte der Grundfläche liegt. Es gilt also:
h_a² = ( $\frac{a}{2}$ )² + h², oder eben h_a = $\sqrt{(\frac{a}{2})² + h²}$ = $\sqrt{9 + 16}$ = $\sqrt{25}$ ≈ 5 cm

Damit können wir den Mantel der Pyramide berechnen: O₂ = 4 ⋅ $\frac{1}{2}$ ⋅a⋅h_a = 2⋅a⋅h_a ≈ = 2⋅6 cm⋅5 cm ≈ 60 cm²

Für die gesuchte Oberfläche ergibt sich somit: O = O₁ + O₂ ≈ 156 cm² + 60 cm² ≈ 216 cm²